鎂鋁尖晶石砂是以氧化鎂和三氧化二鋁（lǚ）為原料，經高溫煆燒合成的尖晶石質耐火材料（liào）。該（gāi）原料在自然界發現極少，工（gōng）業用的鎂鋁（lǚ）尖晶石幾（jǐ）乎全是人工（gōng）合成的。合（hé）成（chéng）鎂鋁尖（jiān）晶石MgOAl2O3的理（lǐ）論化學組成為MgO28.3%，Al2O371.7%，熔點（diǎn）為2135℃，具有耐高溫，熱穩定性好，抗渣性強，熱膨脹（zhàng）係數小等優點，是一種優質（zhì）耐火原料（liào）。

鎂鋁尖晶石為等（děng）軸晶係、立（lì）方（fāng）體、八麵體所構成的八麵（miàn）體晶形，無（wú）解（jiě）理、熱震性好。MgAlO4同（tóng）MgO和Al2O3相（xiàng）比，膨脹係（xì）數低（dī），熱導率小，並隨溫度上升而下降。另外，由於MgAlO4生成中的MgO和Al2O3在氣氛變化時不發生變化，所以它與FeCr2O4相比，在氧化還原氣氛中十分穩定。鎂鋁尖晶石砂的人工合成方法是用工（gōng）業氧化（huà）鋁或高純度鋁礬土和輕燒氧化鎂為原料，按（àn）要求的配比加入，經細磨、混勻、成球、在回轉窯或豎窯中經1800℃以上高溫煆（duàn）燒，或上述原料按一定配比，在電弧爐中的2200℃左右的（de）高溫熔融而合成電熔鎂鋁尖晶石砂（shā）。

燒結法

燒結鎂鋁尖晶石砂比電熔鎂鋁尖晶石砂經濟，而且在許多情況下（xià），能夠代替電熔鎂鋁尖晶石砂，燒結鎂鋁尖晶（jīng）石的（de）工（gōng）藝（yì）有（yǒu）兩種：其一是根據燒結程度，將選定（dìng）Al2O3、MgO、水和結合劑磨細，並在筒磨機中混合後成型並幹燥，再（zài）於回轉窯內強化燒結。另一種（zhǒng）工藝是將Al2O3和MgO按所確定（dìng）的比例共同細磨(或者各自磨細後再混合)，混合料幹（gàn）粉成球（qiú），再於回轉窯（yáo）內強化燒結。其強化燒結（jié）的溫度（dù）應在1900℃以上。

在燒結尖晶石中，有活性MgO均勻分布在尖晶石顆粒之中，但在顆中觀（guān）察到了很多的（de）微孔，在微孔中析出了矽酸鹽，燒結尖晶石可（kě）采用氫氧化鋁、煉燒氧化鋁、片狀氧化鋁和電熔氧（yǎng）化鋁作為氧化鋁原料，而采用碳酸鎂（měi）、氫氧化鎂和燒結氧化鎂作為氧化鎂原料。試驗結果表明，生產燒結尖晶石最適合的原料是工業氧化鋁（lǚ）和燒（shāo）結氧化鎂，其中，原料細磨粒度是關鍵的工（gōng）藝參數。將配料共同細磨、壓球，在1750℃以上的溫度煆燒可以獲得性能優良的（de）鎂鋁尖晶石砂。控製合理的煆燒鎂鋁（lǚ）尖晶石砂的配料，可以使其主晶相為細小的鎂鋁尖晶石晶體，並形成巢狀（zhuàng）網絡結構（gòu），其間有少量的方鎂石晶體。

電熔法

在生（shēng）產電熔鎂鋁尖晶石時，一（yī）般采用拜爾(Bayer)法生產的（de）Al2O3與高純MgO按（àn）尖晶石的理論組成混合，也可以使用其他來源的氧化（huà）鋁和MgO作原料，混（hún）合料（liào）中MgO含量可以在35%50%之內選定（dìng）。因為混合料中MgO含量過高或偏低都會使熔（róng）化不佳，由於黏度高而使熔體難（nán）於澆注，加入鉻（gè）礦對熔體和澆注均無副作用。通常混合料在可傾式電爐或者漩渦熔化爐中熔化熔融混合物固化-破碎（suì）成（chéng）電熔鎂鋁尖晶石原料（liào）。采用漩渦熔化爐可（kě）以熔製各種配方的電熔鎂鋁尖晶石（shí），它是將選定比例（lì）的混合料在該爐內（nèi）加熱（rè）到高於熔化溫（wēn）度150250℃(熔池內（nèi）的極限溫度為2300℃)，所以可以熔煉熔點不高於（yú）21002150℃的熔體材（cái）料，電熔塊的（de）不同位置，其（qí）結構是（shì）不（bú）同的，一般是上部和周邊的蜂窩（wō）形氣孔數量多，其中符合理論（lùn）組成的尖晶石（shí）熔塊的氣孔率更大，但含有過（guò）量（liàng）MgO和加入Cr2O3(一般以鉻礦形式加入)的（de）熔（róng）塊的氣孔率較低。因此，生產電熔尖晶石工藝的關鍵是（shì）如何獲得具有均勻結構的產品，同時適當地排除氣孔以減少產品的氣孔率（lǜ）偏析。

此外，加入Cr2O3的另一個優點（diǎn）是可以提高熔融（róng）材料的耐火度。符合理論組（zǔ）成（chéng）的混合料熔（róng）體澆注到金屬膜內（nèi），結晶成塊後形成（chéng）尖晶石，尖晶石含量在80%95%以上，其餘為（wéi）矽酸鹽和玻璃（lí）狀物質。結晶塊中還存（cún）在二次尖晶石。在高（gāo）於更低共熔點溫度下結晶的無雜質尖晶石（shí）稱為一次尖晶石;在低於更低（dī）共熔點溫度下結晶（jīng）的（de）尖晶（jīng）石(有方鎂石夾雜)固熔體稱為二次尖（jiān）晶石。通常，二次尖（jiān）晶石在熔塊的上（shàng）部結晶，而一次尖晶石則主要在熔塊下部結晶。有Cr2O3時則發現晶（jīng）格明（míng）顯畸變（biàn），說明Cr2O3按置換型熔（róng）於尖晶石的晶格之（zhī）內。通過控製（zhì）出爐熔體的冷卻速度可以製得結晶程度不同的電熔（róng）鎂鋁尖晶石(其（qí）中（zhōng）有的晶體結構缺（quē）陷較高)，用結構缺陷較高（gāo）的尖晶石生產鎂鋁尖晶石製品時可保證在燒成時具有所要求的燒結活性。電熔鎂鋁尖晶石的一個重要特征是在發育很大的結晶中，觀察到呈帶狀解理，並沿該解理麵析出了活（huó）性的（de）MgO。

以鎂鋁尖晶石為主（zhǔ）體原料的尖（jiān）晶石耐火材料（liào），如：方鎂石尖晶石（shí）磚、尖晶石方鎂石磚、尖晶石（shí）磚等已應用在鋼鐵（tiě）、水泥、玻璃等工業部門，並不（bú）斷開發新的領域。

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